Технология CRISPR получила широкое применения в качестве инструмента генетической модификации. Однако, как показало исследование, о котором пишет Science Daily, метод может быть полезен и в других сферах — например, для выявления мутаций, вызывающих различные заболеваний.

Геном человека состоит из миллиардов пар оснований ДНК. Мутации, возникающие в различных его участках, могут привести к раку и другим заболеваниям, поэтому их поиск жизненно важен. Секвенирование ДНК обеспечивает высокую точность, позволяющую работать с отдельными парами оснований, но анализ больших участков требует значительных компьютерных мощностей. В то же время, такие методы, как флуоресцентная гибридизация in situ (FISH), могут анализировать ДНК с разрешением лишь нескольких сотен тысяч пар оснований.

Новый метод, разработанный учеными из Университета Вирджинии, позволяет анализировать миллионы пар оснований ДНК с разрешением в несколько десятков нуклеотидов. Чтобы использовать его, достаточно такого же объема образцов, что и при секвенировании. Суть новой технологии заключается в сочетании высокоскоростной атомно-силовой микроскопии с CRISPR. Ее можно использовать как автономный метод или дополнять ею традиционное секвенирование.

Атомно-силовая микроскопия достигает высокого уровня детализации, но до сих пор она была слишком медленной, чтобы применять ее в медицинских целях. Команда исследователей добилась увеличения скорости этого метода более чем в тысячу раз. Для этого они применили технологию CRISPR, которая привлекает много внимания в последнее время. Ученые немного модифицировали фермент, благодаря чему он лишь прикрепляется к определенным участкам ДНК, но не разрезает ее. CRISPR маркирует ошибки и мутации, так что атомно-силовой микроскоп может сосредоточиться именно на таких участках генома. Поскольку этот крупный белок легко заметить, обнаружение мутаций не составит труда.

Фото: John Wallace at VCU Massey Cancer Center

Чтобы продемонстрировать эффективность метода, исследователи применили его для анализа генетических транслокаций, характерных для рака лимфатической системы. Высокая точность технологии поразила самих разработчиков. В дальнейшем методика может использоваться для диагностики многих других заболеваний, связанных с генетическими нарушениями. В то же время, у нее потенциально есть множество применений и вне медицинской сферы.

CRISPR может помочь не только людям, но и целым отраслям экономики и природным экосистемам. В Новой Зеландии с помощью этой технологии планируют избавиться от грызунов и хищных млекопитающих. Эти животные были завезены на архипелаг человеком и приносят значительный вред природе и сельскому хозяйству.